某同学用如图甲所示的装置通过研究重锤的落体运动来验证机械能守恒定律．已知重力加速度为g．

题型：实验探究题题类：常考题难易度：普通

广西钦州市钦北区2016-2017高一下学期物理期末考试试卷

（1）、在实验所需的物理量中，需要直接测量的是，通过计算得到的是．（填写代号）

A．重锤的质量

B．重锤下落的高度

C．重锤底部距水平地面的高度

D．与下落高度对应的重锤的瞬时速度

（2）、在实验得到的纸带中，我们选用如图乙所示的起点O与相邻点之间距离约为2mm的纸带来验证机械能守恒定律．图中A、B、C、D、E、F、G为七个相邻的原始点，F点是第n个点．设相邻点间的时间间隔为T，下列表达式可以用在本实验中计算F点速度v_F的是．

A、v_F=g（nT ） B、v_F= $\text{[math]}$ C、v_F= $\text{[math]}$ D、v_F= $\text{[math]}$

（3）、若代入图乙中所测的数据，求得 $\text{[math]}$ 在误差范围内等于（用已知量和图乙中测出的物理量表示），即可验证重锤下落过程中机械能守恒．即使在操作及测量无误的前提下，所求 $\text{[math]}$ 也一定会略（选填“大于”或“小于”）后者的计算值，这是实验存在系统误差的必然结果．

（4）、另一名同学利用图乙所示的纸带，分别测量出各点到起始点的距离h，并分别计算出各点的速度v，绘出v²﹣h图线，如图丙所示．从v²﹣h图线求得重锤下落的加速度g′=m/s²（保留3位有效数字）．则由上述方法可知，这名同学是通过观察v²﹣h图线是否过原点，以及判断与（用相关物理量的字母符号表示）在实验误差允许的范围内是否相等，来验证机械能是否守恒的．

举一反三

利用重物做自由落体运动，做《验证机械能守恒定律》的实验：

在“验证机械能守恒定律”的实验中，已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，查得当地的重力加速度g=9.8m/s² ，某同学选择了一条理想的纸带，用刻度尺测量时各计数点对应刻度尺上的读数如图所示，图中O点是打点计时器打出的第一个点，A、B、C、D分别是每打两个点取的计数点．则重物由O点运动到B点时（重物质量为m kg）

在“验证机械能守恒定律”的实验中，由于打点计时器两限位孔不在同一竖直线上，使纸带通过时受到较大阻力，这样会导致实验结果（　　）

像打点计时器一样，光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其结构如图甲所示，a、b分别是光电门的激光发射和接收装置，当有物体从a、b间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间 $\text{[math]}$ 如图乙所示，气垫导轨是常用的一种实验仪器，它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在导轨上，滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦 $\text{[math]}$ 某实验小组利用如图乙所示的实验装置来验证钩码和滑块所组成的系统机械能守恒 $\text{[math]}$ 实验前要调整气垫导轨底座使之水平，用游标卡尺测得遮光条的宽度为d，实验时滑块从图示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间 $\text{[math]}$

利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图所示，水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨；导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为M，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的小球相连；遮光片两条长边与导轨垂直；导轨上B点有一光电门，可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t，用d表示A点到光电门B处的距离，b表示遮光片的宽度，将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度，实验时滑块在A处由静止开始运动．

验证“机械能守恒定律”的实验采用重物自由下落的方法(g=9.8m/s²)：

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